Сварка древесины – реальность или фантастика

Сварка металла и полимерных материалов в настоящее время является обычным явлением. Но когда речь заходит о сварке древесины, тяжело себе представить этот процесс. Но, на самом деле, уже давно проводятся исследования в этой отрасли.

Древесина — природный экологически чистый материал, который часто используется для изготовления мебели, столярно-строительных и других изделий. Уже длительное время для изготовления мебели из древесины используется большое количество химических веществ, например, таких, как клей, для склеивания меленьких заготовок и получения более крупных изделий. Поэтому, некоторые ученые уже давно работают над созданием нового метода надежного соединения частей древесных заготовок без использования химических (вредных для окружающей среды) веществ, а именно метода сварки древесины.

В Университете г. Берн (Швейцария) с 1993 года группа ученых разрабатывала систему соединения частей древесины без клеев, используя для этого принцип контактной сварки металлов и клеевые свойства компонентов древесины, в первую очередь – лигнина.

Клеевые способности древесины уже используются для ее склеивания, например, при производстве ДВП мокрым способом, не требующим применения синтетических смол. Еще одним примером склеивания древесины без клея является производство пеллет и топливных брикетов (гранул). Клеящим веществом здесь выступает лигнин, который выделяется из стенок клеток древесины под воздействием высоких давления и температуры. Но соединение, полученное таким образом, не настолько прочное, чтобы его можно было использовать в конструкционных изделиях.

Учеными Бернского Университета с помощью технологии, напоминающей сварку, удалось решить проблему недостаточной прочности склеивания древесины лигнином. Основными достоинствами сварки есть короткое время процесса склеивания (сварки), экологичность и незначительные производственные затраты. По словам исследователей, вскоре эту технологию можно будет использовать в промышленных масштабах. Использование метода сварки древесины поможет значительно уменьшить степень загрязнения окружающей среды токсичными веществами, которые выделяются в процессе изготовления и эксплуатации традиционных клеев.

Суть сварки древесины состоит в следующем: древесина – это не только твердая и растительная масса, а еще и химическое сырье с макромолекулярной структурой. В ее состав входят различные вещества, в том числе, такие как лигнин, которые при повышении температуры, например, вследствие линейного трения, переходят в жидкое состояние. Если две заготовки из древесины во время образования жидкой фазы сжать с определенным усилием, то после охлаждения образуется прочное соединение.

Весь процесс сварки происходит за несколько секунд, а полученные таким образом детали, в отличие от клееных изделий, можно сразу же подвергать механической обработке. Предназначенные для сварки древесные детали складывают в специальную кассету и вместе с ней сжимают между плитами пресса. К одному из боков кассеты крепят вибратор, который обеспечивает возвратно-поступательное микроперемещение одной заготовки относительно второй. В результате трения в пограничных слоях в местах контакта заготовок аккумулируется тепловая энергия, под воздействием которой лигнин плавится. После этого вибрацию прекращают и сжимают с определенным усилием заготовки. Исходя из того, что тепловая энергия передается вглубь древесины, температура лигнина резко уменьшается и, как следствие, он затвердевает и образует клеевой слой. По мере затвердения лигнина повышается граница прочности клеевого слоя на смещение, которая в идеальном случае должна равняться границе прочности на смещение самой древесины.

В течение нескольких секунд температура в зоне трения колеблется в диапазоне от 180 до 230 ⁰С, но очень быстро температуры клеевого слоя и древесины выравниваются. Уже сейчас с помощью линейной сварки можно достичь прочности, необходимой для промышленного использования в соответствии с нормами EN-20410.

Основной проблемой этой технологии является неполный контакт соседних поверхностей во время трения. При использовании для сварки деталей с кривизной или с некачественно обработанными поверхностями, трение происходит только на незначительных участках поверхностей, что приводит к приклеиванию только в определенных точках, а не по всей поверхности. В результате прочность соединения может быть неудовлетворительной.

В процессе формирования сварного соединения физические свойства древесины изменяются, поэтому, в настоящее время, ученые проводят исследования на предмет изучения воздействия на процесс сварки и конечный результат температуры, давления и вибрации. В результате этих исследований будут определены оптимальные режимы процесса сварки древесины.

Плотность, температура плавления и кипения простых веществ: таблицы для элементов

В таблице приводятся основные физические свойства простых веществ: плотность при температуре 20°С (в случае, если плотность измерена при другой температуре, последняя указана в скобках),

температура плавления и температура кипения веществ в градусах Цельсия.

Указаны плотность и температуры плавления и кипения следующих простых веществ: азот N₂, актиний Ac, алюминий Al, америций Am, аргон Ar, астат At, барий Ba, бериллий Be, бор B, бром Br, ванадий V, висмут Bi, водород H₂, вольфрам W, гадолиний Gd, галлий Ga, гафний Hf, гелий He, германий Ge, гольмий Ho, диспрозий Dy, европий Eu, железо Fe, золото Au, индий In, йод (иод) J, иридий Ir, иттербий Yb, иттрий Y, кадмий Cd, калий K, кальций Ca, кислород O₂, озон O₃, кобальт Co, кремний Si, криптон Kr, ксенон Xe, кюрий Cm, лантан La, литий Li, лютеций Lu, магний Mg, марганец Mn, медь Cu, молибден Mo, мышьяк As, натрий Na, неодим Nd, неон Ne, нептуний Np, никель Ni, ниобий Nb, олово Sn, осмий Os, палладий Pd, платина Pt, плутоний Pu, полоний Po, празеодим Pr, прометий Pm, протактиний Pa, радий Ra, радон Rn, рений Re, родий Rh, ртуть Hg, рубидий Rb, рутений Ru, самарий Sm, свинец Pb, селен Se, сера S, серебро Ag, скандий Sc, стронций Sr, сурьма Sb, таллий Tl, тантал Ta, теллур Te, тербий Tb, технеций Tc, титан Ti, торий Th, тулий Tu, углерод C (алмаз, графит), уран U, фосфор P (белый, красный), франций Fr, фтор F, хлор Cl, хром Cr, цезий Cs, церий Ce, цинк Zn, цирконий Zr, эрбий Er.

Следует  отметить, что плотность веществ в таблице выражена в размерности кг/м³ со множителем 10³. В таблице можно выделить вещества (химические элементы) с минимальной и максимальной плотностью. Наименьшей плотностью из химических элементов обладают газы — например, плотность водорода равна всего 0,089 кг/м³ — это самый легкий газ на планете. Из тяжелых элементов высокой плотностью отличаются вольфрам — его плотность 19,3·10³ кг/м³, уран, нептуний, осмий и другие металлы.

Цифры в скобках означают, что вещество при данной температуре разлагается. Сокращения: г. — газ, ж. — жидкость, тв. — твердое вещество, возг. — возгоняется, ромб. — ромбическая структура.

По данным таблицы можно выделить вещества, обладающие минимальной и максимальной температурой плавления и кипения. Самую низкую температуру плавления имеет химический элемент гелий — его температура плавления равна минус 272,2 °С. Гелий также обладает и самой низкой температурой кипения.

Самую высокую температуру плавления среди простых веществ имеет такой химический элемент, как углерод в виде графита. Он начинает плавиться при температуре 3600°С. Другая модификация углерода — алмаз также относится к тугоплавким веществам с температурой плавления 3500°С.

Самую высокую температуру кипения имеет элемент кадмий, он кипит при температуре не ниже 7670°С, хотя начинает плавиться всего лишь при 321°С.

Атомная масса и плотность простых веществ

В таблице приведена атомная масса и плотность следующих химических элементов: азот ,актиний, алюминий,  америций, аргон, астат, барий, бериллий, берклий, бор, бром, ванадий, висмут, водород, вольфрам, гадолиний, галлий, гафний, гелий, германий, гольмий, диспрозий, европий, железо, золото, индий, йод, иридий, иттербий, иттрий, кадмий, калий, калифорний, кальций, кислород, кобальт, кремний, криптон, ксенон, кюрий, лантан, литий, лютеций, магний, марганец, медь, менделевий, молибден, мышьяк, натрий, неодим, неон, нептуний, никель, ниобий, олово, осмий, палладий, платина, плутоний, полоний, празеодим, прометий, протактиний, радий, радон, рений, родий, ртуть, рубидий, рутений, самарий, свинец, селен, сера, серебро, скандий, стронций, сурьма, таллий, тантал, теллур, тербий, технеций, титан, торий, тулий, углерод (графит, алмаз), уран, фермий, фосфор, франций, фтор, хлор, хром, цезий, церий, цинк, цирконий, эйнштейний, эрбий.

Указанные значения плотности соответствуют плотности веществ при температуре 20°С и атмосферном давлении, за исключением тех случаев, когда в скобках указана другая температура.

Плотность элементов дана в размерности тонна на кубометр. Например, плотность жидкого азота при температуре -195,8°С равна 0,808 т/м³ или 808 кг/м³; плотность хлора в газообразном состоянии равна 3,214 кг/м³, жидкого — 1557 кг/м³. Значения плотности веществ приведены для их естественного молекулярного и агрегатного состояний при указанной температуре.

Источники:
1. Писаренко В.В. Справочник лаборанта-химика. Справ. пособие для проф.-техн. учебн. заведений. М., «Высшая школа», 1970. — 192 стр. с илл.
2. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.

Состав и связующие свойства лигнинов, полученных окислительной делигнификацией древесины пихты, осины и березы в среде уксусной кислоты Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Химия растительного сырья. 2010. №3. С. 55-60.

УДК 631.0.861.16

СОСТАВ И СВЯЗУЮЩИЕ СВОЙСТВА ЛИГНИНОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ ДЕЛИГНИФИКАЦИЕЙ ДРЕВЕСИНЫ ПИХТЫ, ОСИНЫ И БЕРЕЗЫ В СРЕДЕ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ

© И.Г. Судакова1, Б.Н. Кузнецов1’2, Н.В. Гарынцева1, И.В. Королькова1

1 Институт химии и химической технологии CO РАН, ул. К. Маркса, 42,

Красноярск 660049 (Россия) e-mail: [email protected]

2Сибирский федеральный университет, Свободный, 79, Красноярск, 660041,

(Россия)

Изучен элементный и функциональный состав лигнинов, полученных окислительной делигнификацией древесины пихты, березы и осины в среде разбавленной уксусной кислоты. Установлено, что образующиеся уксуснокислотные лигни-ны отличаются высоким содержанием кислородсодержащих функциональных групп. Показана возможность применения уксуснокислотных лигнинов в качестве связующего при получении древесных плитных материалов с хорошими прочностными характеристиками. Модифицирование древесного наполнителя и уксуснокислотных лигнинов 0,5% раствором серной кислоты с последующим горячим прессованием повышает водостойкость полученных плитных материалов.

Ключевые слова: древесина березы, пихты, осины, окислительная делигнификация, уксуснокислотные лигнины, связующие свойства, древесные плитные материалы.

Введение

Повышенный интерес к древесным плитным материалам (композитам) обусловлен низкой стоимостью древесного сырья, малыми энергозатратами при их производстве, ценными, а в отдельных случаях и уникальными, свойствами этих композитов [1].

Связующие для производства древесных композиционных материалов должны обеспечивать монолитность и учитывать требуемые свойства конечного продукта (водостойкость, прочность, деформируемость, надежность и долговечность), иметь низкую себестоимость, производиться из недефицитного сырья и вто же время обладать минимальной токсичностью [2].

В литературе имеются примеры использования для получения древесных композиционных материалов с улучшенными физико-химическими и эксплуатационными свойствами нетоксичных связующих на основе отходов химической переработки древесного сырья [3, 4].

Лигнин, составляющий до 30% биомассы растений, является вторым по распространенности в природе биополимером, уступающим по запасам только целлюлозе. Лигнин представляет собой ароматический полимер нерегулярного строения, построенный из фенилпропановых структурных единиц, и содержит реакционно-способные кислородсодержащие функциональные группы [5].

В зависимости от природы растительного сырья и способа выделения в составе лигнинов могут преобла-дать структуры разной степени конденсированности и варьироваться содержание различных функциональных групп, что необходимо учитывать при выборе направления утилизации получаемых лигнинов.

Гидролизный лигнин — крупнотоннажный отход биохимических производств, отличается от других технических лигнинов наиболее конденсированной структурой и пониженной реакционной способностью. Разрабатываемые в настоящее время новые технологии получения целлюлозы, использующие экологически безопасные окислительные агенты (кислород, пероксид водорода, озон) и органические растворители, обеспечивают эффективную делигнификацию лигнина [6-8]. Образующийся лигнин имеет пониженную молекулярную массу по сравнению с гидролизным и является химически более реакционно-способным.

* Автор, с которым следует вести переписку.

Ранее был исследован состав низкомолекулярных продуктов окислительной делигнификации древесины березы в среде «уксусная кислота — пероксид водорода — вода — сернокислотный катализатор» [9].

В данной работе сопоставлен состав уксуснокислотных лигнинов окислительной делигнификации различных древесных пород (пихта, осина, береза) и изучена возможность их использования в качестве связующих веществ при получении древесных плитных материалов.

Экспериментальная часть

В качестве исходного сырья использовали древесные опилки (фракция < 2,5 мм) различных пород деревьев: пихты сибирской (Abies sibirica), осины (Populus trémula) и березы (Betulapendula), произрастающих в Красноярском крае. Определение химического состава древесных опилок проводили по стандартным методикам [10]. Данные об их составе представлены в таблице 1.

Делигнификацию растительного сырья осуществляли водным раствором уксусной кислоты с добавлением пероксида водорода и сернокислотного катализатора (2% масс.) в реакторе из нержавеющей стали объемом 300 см3 по методике [11]. После делигнификации полученный волокнистый продукт отделяли от отработанного щелока на вакуумном фильтре. Фильтрат подвергали регенерации, и прозрачный дистиллят (раствор уксусной кислоты) возвращали в процесс делигнификации. Из кубового остатка пятикратным разбавлением водой выделяли уксуснокислотный лигнин. Осажденный лигнин отделяли от раствора фильтрованием, промывали дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод и высушивали на воздухе.

Содержание функциональных групп в образцах уксуснокислотных лигнинов определяли химическими методами [12], а именно: фенольных гидроксильных и карбоксильных групп — хемосорбционным методом, спиртовых гидроксильных групп — методом фталирования, и карбонильных групп — методом оксимирования.

Регистрацию спектров в области 4000-400 см-1 осуществляли на ИК-Фурье спектрометре Tensor 27 (фирма Bruker, Германия). Обработка спектральной информации проведена с использованием пакета программ OPUS, версия 5.0. Образцы для съемки ИК спектров поглощения готовили в виде прессованных таблеток, содержащих 2 мг лигнина в матрице бромистого калия.

Элементный анализ образцов лигнина проводили на анализаторе FlashEA™ — 1112 производитель Termo Quest (Italia).

Древесные плитные материалы получали механическим смешением при температуре 150 °С уксуснокислотных лигнинов с влажностью 12,7-13,2% масс. и древесного наполнителя (опилки сосны фракционного состава < 2,5 мм с влажностью 1,2% масс.), взятых в соотношении 10-60 : 40-90 с последующим прессованием при удельном давлении 7-16 МПа и температуре 150-170 °С в течение 1 мин.

Полученные образцы древесных плитных материалов оценивали по водостойкости и прочности при статическом изгибе. Физико-механические характеристики определяли по стандартным методикам согласно ГОСТ 10634-88 иГОСТ 10635-88.

Таблица 1. Химический состав различных видов древесного сырья (% масс. от а.с.д)

Вид сырья Целлюлоза Лигнин Гемицеллюлозы Экстрактивные вещества

Пихта 50,5 37,8 13,9 4,5

Осина 47,3 22,9 16,6 6,1

Береза 46,8 24,7 23,3 3,5

Результаты и обсуждение

Уксуснокислотные лигнины были получены в условиях окислительной делигнификации древесного сырья смесью уксусная кислота + пероксид водорода+ сернокислотный катализатор, обеспечивающих, согласно [8], высокий выход волокнистого продукта с низким содержанием остаточного лигнина (табл. 2).

Уксуснокислотные лигнины различных пород древесины представляют собой аморфные мелкодисперсные порошки от светло-коричневого (лигнин березы) до темно-коричневого (лигнин осины) цвета. Плотность их составляет 1,1-1,42 г/см3, температура плавления — 175-180 °С. Уксуснокислотные лигнины малорастворимы в воде и органических растворителях.

ИК-спектры уксуснокислотных лигнинов древесины пихты, березы и осины представлены на рисунке 1. ИК-спектры всех трех образцов практически идентичны, наблюдается лишь небольшой сдвиг частот отдельных полос поглощения.

Таблица 2. Условия делигнификации различных видов древесины (катализатор 2% Н2804)

Древесина Условия делигнификации

Температура, °С Концентрация Н202, % мае. Концентрация СН3СООН, % мае. Гидромодуль Продолжительность, мин

Пихта 135 6,4 23,6 15 180

Осина 130 5,8 24,2 10 180

Береза 130 5,8 24,2 10 180

Рис. 1. ИК-спектры уксуснокислотных лигнинов пихты (1), березы (2) и осины (3)

Во всех спектрах присутствует широкая полоса поглощения в области 3420-3400 см-1, характерная для водородосвязанных гидроксильных групп [13,14].

Полосы поглощения в области 3000-2800 см-1, а также пики с максимумами при 1440 и 1380 см-1 свидетельствуют о наличии СН3 и СН2 групп в составе исследуемых лигнинов. Полосы с максимумами 1600, 1510 и 1455 см-1 обусловлены колебаниями С-С связей бензольного кольца [13, 14].

Наличие интенсивной полосы при 1720 (V С=0) и полосы при 1225 см-1 (с С-О) указывает на возможность присутствия в составе исследуемых образцов сложных эфиров карбоновых кислот [13]. Полосы поглощения в области 1170-1000 см-1, вероятно, соответствуют деформационным и валентным колебаниям связей С-Н и С-0 соответственно [13-15]. По аналогии с работой [15] полосу при 1270 см-1, которая присутствует в спектрах всех образцов, вероятно, можно отнести к скелетным колебаниям гваяцильного кольца, а полосу при 1323 см-1 в спектре лигнина березы — к скелетным колебаниям сирингильного кольца.

Интенсивная полоса при 1127 см-1 в спектре образца лигнина березы может указывать на наличие в его составе более высокого содержания простых эфирных связей [13, 14] по сравнению с лигнинами пихты и осины.

Данные по элементному составу уксуснокислотных лигнинов и содержанию в них кислородсодержащих функциональных групп представлены в таблице 3.

Наблюдаются некоторые различия в элементном составе уксуснокислотных лигнинов осины, пихты и березы. Лигнин из пихты отличается наиболее высоким содержанием кислорода и пониженным содержанием углерода. Лигнин из осины имеет повышенное содержание водорода.

Уксуснокислотные лигнины, выделенные из древесины осины и березы, имеют практически одинаковое содержание карбоксильных групп (2,3 и 2,4% масс. соответственно). Карбонильных групп в лигнине березы больше в 1,3 раза, чем в лигнине осины.

Наибольшее суммарное содержание карбоксильных и карбонильных групп наблюдается у лигнина пихты. При этом количество алифатических спиртовых групп в лигнинах березы и пихты намного меньше, чем в лигнине осины.

Таблица 3. Элементный состав и содержание функциональных групп (% масс.) в уксуснокислотных

лигнинах из различных видов древесины

Древесина Элементный состав Функциональные группы

С Н О -СООН -С=0 ОНфен. ОНщшф.

Осина 62,71 5,43 31,39 2,3 3,2 3,4 2,1

Пихта 61,15 5,14 32,99 3,2 3,8 2,6 0,12

Береза 62,84 5,12 31,93 2,4 4,3 3,0 0,18

Содержание фенольных гидроксилов в уксуснокислотных лигнинах уменьшается, в зависимости от вида исходного сырья, в следующей последовательности: древесина осины > древесина березы > древесина пихты.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о высоком содержании в уксуснокислотных лигнинах реакционно-способных функциональных групп, что позволяет использовать эти лигнины в качестве связующих при производстве древесных плитных материалов.

На рисунке 2 представлены данные о влиянии содержания уксуснокислотного лигнина на водопоглоще-ние и прочность при статическом изгибе получаемых древесных плитных материалов.

Как следует из рисунка 2а, при содержании уксуснокислотного лигнина 10-20% масс. плитные материалы имеют предел прочности при статическом изгибе 9… 17 МПа, что значительно ниже показателей древесных плит, выпускаемых промышленностью. Для последних этот показатель при толщине плиты до 20 мм составляет 18.22 МПа, водопоглощение — 20.14% [15]. При повышении содержания лигнина в пресс-массе до 40% масс. прочность древесных плитных материалов возрастает. При этом прочность образцов, полученных с уксуснокислотного лигнина пихты и березы, выше, чем промышленных древесных плит. Максимальную прочность (28 МПа) имеют плитные материалы, полученные с использованием лигнина пихты, а минимальную (21 МПа) — с лигнином осины.

При увеличении концентрации лигнина в пресс-массе от 10 до 40% масс. водопоглощение плитных материалов снижается с 24 до 18% и с 22 до 15% соответственно для лигнинов пихты и березы (рис. 26). Однако применение уксуснокислотного лигнина осины не позволяет достичь нормируемых показателей водопоглоще-ния полученных древесных плит. Увеличение содержания связующего лигнина в пресс-массе до 60% масс. не приводит к значительному увеличению прочностных свойств древесных плитных материалов. При этом в случае применения уксуснокислотного лигнина пихты и осины их водостойкость снижается (рис. 26).

Некоторые из наблюдаемых зависимостей можно объяснить, сопоставляя данные по химическому составу связующих на основе уксуснокислотных лигнинов (табл. 3) и физико-химическим характеристикам полученных древесных плитных материалов (рис. 2-4). Максимальную прочность имеют древесные плиты, полученные с использованием связующего из лигнина пихты, который отличается наиболее высоким содержанием общего кислорода (32,99 % масс.) и карбоксильных групп (3,8 % масс.). Водостойкость плитных материалов, вероятно, повышается с уменьшением содержания в лигнинах спиртовых и фенольных групп, склонных к адсорбции молекул воды. Минимальное водопоглощение наблюдается в случае древесных плит, полученных с применением лигнинов пихты и березы, имеющих невысокую концентрацию алифатических спиртовых групп (0,12-0,18% масс.). При этом для получения древесных плитных материалов с высокими показателями прочности и водостойкости содержание уксуснокислотных лигнинов в пресс-композиции не должно превышать 40-50% масс.

30

5

РЭ

10

10 20 30 40 50 60

Содержание лигнина, % масс.

10 20 30 40 50 60

Содержание лигнина, % масс.

Рис. 2. Зависимость прочности на изгиб (а) и водопоглощения (б) древесных плитных материалов от содержания уксуснокислотного лигнина пихты (1), березы (2), осины (3). Условия прессования: температура — 165 °С; давление — 10 МПа

ю

8

и

м

К

Е

А

н

о

о

X

Г

о

£

Температура, С

Температура, С

Рис. 30 10

К 25 м

¡й 20

н

о

о

Я

V

о

а

С

10 13

Давление, МПа

16

о

о

й

8

X

о

3

о

4 1-о с о ч о

и

Давление, МПа

Рис. 4. Зависимость прочности на изгиб (а) и водопоглощения (б) древесных плитных материалов отдавления прессования с уксуснокислотным лигнином пихты (1), березы (2), осины (3). Условия прессования: содержание лигнина — 40 % масс.; температура — 165 °С.

Изучено влияние температуры прессования на физико-механические характеристики образцов древесных плитных материалов (рис. 3). Установлено, что увеличение температуры прессования от 150 до 165 °С приводит к возрастанию прочности и водостойкости образцов, полученных с использованием в качестве связующих материалов уксуснокислотных лигнинов пихты и березы. Прессование в условиях повышенной температуры, вероятно, способствует химическому взаимодействию между кислородсодержащими функциональными группами лигнина и древесного наполнителя, что приводит к улучшению физикомеханических характеристик получаемых древесных плитных материалов.

Влияние давления прессования на прочность и водостойкость образцов древесных плитных материалов иллюстрируется рисунком 4. Прочность образцов существенно возрастает при повышении давления прессования от 7 до 10 МПа (рис. 4а). При этом значительно снижается их водопоглощение (рис. 46). Максимальной прочностью обладают плитные материалы, полученные при использовании лигнина пихты. Дальнейшее увеличение давления прессования до 16 МПа лишь незначительно повышает прочность образцов. Минимальным водопоглощением отличаются плитные материалы, полученные с использованием лигнина березы.

Связующее на основе уксуснокислотного лигнина осины не позволяет достичь показателей прочности и водостойкости, требуемых для конструкционных прессованных материалов. Однако полученные древесные плитные материалы соответствуют стандартам для древесных теплоизоляционных плит толщиной до 50 мм [16].

7

В результате выполненного исследования установлены оптимальные технологические параметры получения древесных плитных материалов с высокими прочностными свойствами: содержание уксуснокислотного лигнина — 40.50% масс.; температура прессования — 160.165 °С; давление прессования — 10.13 МПа.

Для повышения водостойкости древесных плитных материалов использовали модифицирование смеси уксуснокислотного лигнина с сосновыми опилками 0,5%-ным водным раствором серной кислоты, взятой в количестве 5-8% от массы абсолютно сухой смеси лигнина и древесного наполнителя. Модифицирование проводили при температуре 85 °С в течение 60 мин, после чего пресс-композицию подвергали прессованию.

Модифицирующая обработка заметно повысила водостойкость полученных древесных плитных материалов. Водопоглощение образцов повышается, в зависимости от природы используемых уксуснокислотных лигнинов. в следующей последовательности: лигнин березы (5%) < лигнин пихты (7%) < лигнин осины (8%).

Выводы

Изучен элементный и функциональный составы уксуснокислотных лигнинов, полученных окислительной делигнификацией древесины пихты, березы и осины в среде разбавленной уксусной кислоты в присутствии сернокислотного катализатора.

Установлено наличие высокого содержания кислородсодержащих функциональных групп в составе изученных уксуснокислотных лигнинов.

Предложено использовать уксуснокислотные лигнины в качестве связующего при получении древесных плитных материалов с хорошими прочностными характеристиками. Оптимальными технологическими параметрами получения древесных плит являются: содержание лигнина — 40.50% масс.; температура прессования — 160.165 °С; давление прессования — 10.13 МПа.

Показано, что модифицирование уксуснокислотных лигнинов и древесного наполнителя водным раствором серной кислоты с последующим горячим прессованием приводит к повышению водостойкости древесных композитов в 2,5-3 раза.

Список литературы

1. Уголев Б.Н. Древесиноведение и лесное товароведение. М., 2004. 206 с.

2. Сангалов Ю.А., Красулина H.A., Ильясова А.И. Композиты: дисперсная древесина — термопластичные полимеры как перспективное направление химической технологии переработки древесины // Химическая промышленность. 2002. №3. С. 1-9.

3. Патент № 2310669 РФ Способ изготовления древесного композиционного материала / Б.Н. Кузнецов, И.Г. Судакова, И.П. Иванов // 2007. БИ №32.

4. Патент №2268819 РФ Композиция для изготовления плитного материала / A.A. Королев, В.Т. Новиков, В.Г. Бондалетов // 2006. БИ №21.

5. Лигнины. Структура, свойства и реакции / под ред. КВ. Сарканера, К.Х. Людвиг. М., 1975. 632 с.

6. Кузнецов Б.Н., Тарабанько В.Е., Кузнецова С.А. Новые каталитические методы в получении целлюлозы и других химических продуктов из растительной биомассы // Кинетика и катализ. 2008. Т. 49. №4. С. 541-551.

7. Боголицин К.Г. Современные тенденции в химии и химической технологии растительного сырья // Российский химический журнал. 2004. Т. XLVIII. №6. С. 105-123.

8. Кузнецов Б.Н., Кузнецова С.А., Данилов В.Г., Яценкова О.В. Каталитические методы переработки древесины в целлюлозу с низким содержанием лигнина // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2007. №12. С. 27-30.

9. Кузнецова С.А., Яценкова О.В., Данилов В.Г., Калачева Г.С., Скворцова Г.П., Кузнецов Б.Н. Состав низкомолекулярных продуктов делигнификации древесины березы в среде «уксусная кислота — пероксид водорода -вода — h3SO4» // Химия растительного сырья. 2006. №2. С. 19-24.

10. Оболенская A.B., Ельницкая З.П., Леонович А.А Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. М., 1991. 321 с.

11. Кузнецова С.А., Данилов В.Г., Яценкова О.В., Кузнецов Б.Н. Каталитическая делигнификация древесины пихты смесью уксусной кислоты и пероксида водорода // Химия растительного сырья. 2007. №4. С. 15-20.

12. Закис Г.Ф. Функциональный анализ лигнинов и их производных. Рига, 1987. 230 с.

13. Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул. М, 1964. С. 590.

14. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. М., 1976. С. 542.

15. Методы исследования древесины и ее производных / под ред. Н.Г. Базарновой. Барнаул, 2002. 160 с.

16. ГОСТ 11368-89. Плиты древесные прессовочные. Технические условия. М., 1990. 20 с.

17. ГОСТ 10632-89. Плиты древесностружечные. Технические условия. М., 1990. 8 с.

Поступило в редакцию 10 июня 2009 г.

Масло воск для дерева для внутренних работ: советы по выбору

Автор: Андрей Стекольников

Ведущий технический специалист

В команде OSMO с августа 2015 года.

Закончил техническое училище и начал профессиональный путь в строительстве. За 21 год прошел путь до технического директора завода, производящего сухие строительные смеси и краски. Руководил проектом по изготовлению и монтажу фасадов на гостинице «Москва».
Андрей – разносторонний человек. По второму образованию – режиссер, закончил Московский Государственный университет Культуры и Искусств.
Возглавляет направление OSMO для наружных работ, занимается развитием индустриальных клиентов.
Андрей отвечает за обучение сотрудников в школе OSMO.
Хранитель базы знаний, наставник. Команда OSMO ценит Андрея за умение понять клиента с полуслова и предложить нужное решение.

Дерево является одним из популярных строительных материалов. Это объясняется тем, что древесина обладает великолепными декоративными свойствами, высокой экологичностью и имеет натуральный аромат. Однако такой материал нуждается в специальном уходе. Для сохранения свойств, предотвращения начала разрушительных процессов используются специальные пропитки. Одной из разновидностью подобных средств является масло воск для внутренних работ по дереву.

Масло воск для дерева для внутренних работ: виды и особенности

Масла для дерева отличаются свойствами и характеристиками входящих в их состав восков. Чтобы выбрать лучшее масло для дерева для внутренних работ, ознакомьтесь с особенностями каждого из них.

Твердые воски

Твердый воск для дерева для внутренних работ растительного происхождения добывают из листьев бразильской восконосной пальмы, или карнаубы. Карнаубский воск — самый тугоплавкий и твердый, его температура плавления составляет 91°С. Именно поэтому он так популярен и широко используется в судостроительной промышленности и автоиндустрии, в качестве основы защитного покрытия. Кроме этого, твердый карнаубский воск абсолютно безопасен, гипоаллергенен и не является токсичным, что позволяет использовать его даже в пищевых продуктах. 

Твердый воск, добываемый из канделильского кустарника также обладает гипоаллергенными свойствами, безопасен для людей и широко используется в косметике, зарегистрирован в качестве пищевой добавки. Имеет высокую температуру плавления 72°С и является отличной альтернативой пчелиному воску.

Твердый воск питает древесину, придает ей мягкий блеск, защищает дерево от потертости и выцветания. Поверхность, покрытая защитным маслом с твердым воском приобретает грязе- и водоотталкивающие свойства. Смесь масла с воском для внутренних работ безопасна, универсальна и может применяться на любых поверхностях.

Масло воск для дерева для внутренних работ чаще используется для мест с высокой проходимостью, чтобы защитить поверхность от истирания и механических повреждений. Масляная пропитка проникает глубоко во внутренние слои дерева, а воск образует устойчивое к внешним воздействиям покрытие. При этом древесина “дышит” и остается тактильно приятной.

Пропитка для дерева на основе пчелиного воска

Масло воск для внутренних работ на основе пчелиного воска применяется в качестве полировки для деревянной мебели, паркета, и любых других изделий из дерева. Благодаря своему составу оно придает древесине блеск, питает и способствует выравниванию верхнего слоя поверхности. Обладает водоотталкивающими свойствами и препятствует растрескиванию и пересыханию древесины. При температуре 35°С воск становится пластичным, что не гарантирует высокую степень защиты деревянного покрытия от негативных внешних факторов. 

Масло воск для дерева для внутренних работ: немецкое качество Osmo 

Немецкий производитель OSMO предлагает качественные экологичные покрытия для древесины на основе натуральных масел и твердых восков. С продуктами Osmo просты и комфортны любые внутренние работы по дереву.

В линейке масел и красок Osmo представлены:

• Масло воск для внутренних работ Hartwachs-Öl Original и Hartwachs-Öl Rapid с ускоренным временем высыхания. Бесцветные покрытия подчеркивают текстуру и естественный цвет натуральной древесины.
• Цветное масло с воском Hartwachs-Öl Farbig. Решение для тех, кто хочет изменить оттенок древесины, сделав его более глубоким, темным или наоборот светлым.
• Масло с твердым воском и натуральным оттенком Hartwachs-Öl Effekt Natural. Сохраняет естественный цвет, не придает желтизны светлым породам дерева, таким как: бук, лиственница, ясень, клен и другие.
• Масло воск для дерева для внутренних работ Klarwachs. Специальное бесцветное покрытие для твердых экзотических пород древесины с высокой плотностью — эбена, венге, палисандра, мербау, более жидкое и легко проникающее во внутренние слои.
• Масло с декоративным эффектом Hartwachs-Öl Effekt Silber/Gold. Продукт рекомендован для темных пород — ореха, тика, вишни, дуба, в том числе брашированных и тонированных в темные оттенки поверхностей.

Немецкие масла с твердым воском универсальны в применении. Подходят для любых деревянных поверхностей внутри помещений — полы, стены и потолки, столешницы и предметы мебели, окна и двери и даже детские игрушки. 

Фирменный продукт Hartwachs-Öl Original может также использоваться в помещениях с повышенной влажностью.

Основные плюсы применения масло воска для древесины

• паропроницаемость – воск для дерева для внутренних работ с одной стороны дает отличную возможность создать «дышащую» поверхность, с другой стороны, при нанесении такого средства на поверхности образуется защитный слой;
• возможность обработки определенного участка – если требуется отреставрировать какие-то определенные поврежденные места, куда наносилось масло с воском для дерева для отделочных и внутренних работ, то вам потребуется обработать исключительно нужные участки, нет необходимости полностью обновлять все покрытие;
• сохранение природной фактуры – воск для дерева для внутренних работ дает возможность сохранить натуральный рисунок дерева. 

Масло с ускоренным временем высыхания – отличное профессиональное средство, которое идеально подходит для обработки следующих поверхностей:

• массивной доски;
• штучного паркета;
• инженерной доски;
• поверхности мебели;
• паркетной доски.

Бесцветное масло воск для дерева оптимально для деревянных полов. При использовании Hartwachs-Öl Rapid марки OSMO поры древесины остаются открытыми. При его применении не требуется промежуточная шлифовка, грунтовка. Важное преимущество средства заключается в том, что время высыхания масла составляет всего 5 часов (при температуре воздуха примерно 23 °C и относительности влажности воздуха около 50 %).

Hartwachs-Öl Rapid – средство с ускоренным временем высыхания. Эту особенность масла следует учитывать при работе с ним. Время, когда можно пройти по открытой поверхности, чтобы исправить дефекты, возникшие при нанесении средства, ограничено.  

Масло с воском для внутренних работ: на что обратить внимание при выборе

Чтобы выбрать лучшее масло для дерева для внутренних работ, следует обратить внимание на следующие параметры:

• состав компонентов – отдавайте предпочтение масло воску для внутренних работ, изготовленному из натуральных растительных восков, более тугоплавких и прочных по сравнению с пчелиным, будьте осторожны при выборе средств, содержащих потенциальные аллергены, например, апельсиновое масло;
• сорт древесины – масло с воском для внутренних работ выпускается для разнообразных пород дерева;
• особенности вида покрытия – масла с воском для внутренних работ могут иметь различные цветовые оттенки, от белого до темного, степень блеска, отличаться по своим характеристикам и особенностям нанесения, а также времени высыхания.

Особой популярностью у покупателей пользуется масло OSMO HARTWACHS OL EFFECT SILVER/GOLD. Средство с твёрдым воском, предназначенное для декоративной отделки темных пород древесины, содержит металлические пигменты.

Масло HARTWACHS OL EFFECT SILVER/GOLD придаёт поверхности дерева презентабельный внешний вид, обеспечивая эффект серебристого/золотистого свечения.  Средство состоит из компонентов натурального происхождения. Качество масла OSMO подтверждено соответствующими сертификатами безопасности. Средство оптимально для нанесения на деревянные полы или поверхность мебели. 

Масло воск для дерева для внутренних работ: способ нанесения

При нанесении масла с воском для внутренних работ следуйте следующим рекомендациям:

• подготовьте поверхность перед обработкой в соответствии с рекомендациями производителя.Она должна быть чистой и сухой. Небольшие отверстия или трещины, имеющиеся на поверхности, обрабатывают качественной шпатлёвкой для древесины. Такое средство идеально подходит для выравнивания и заполнения небольших стыков и повреждений;
• используйте жесткие кисти из натуральной или искусственной щетины;
• наносите средство вдоль древесных волокон;
• обеспечьте рекомендованный режим влажности и температуры при нанесении;
• обеспечьте хорошее проветривание помещения после покраски для полной полимеризации продукта. 

Масло воск для дерева придаёт поверхности изделий из древесины лёгкое мерцание. Благодаря этому средству она становится устойчивой к стиранию.

Уход за цветными и бесцветными покрытиями с твердыми восками

Масло воск для внутренних работ Osmo — качественный немецкий продукт. Древесина с ним защищена надолго, а обработанные поверхности не требуют сложного ухода.

Деревянные поверхности, покрытые маслами Osmo,  легко очищаются при помощи сухой или влажной уборки. Для этого удобно воспользоваться набором для ухода за полами, в его комплект входят специальные насадки из активного волокна.

Для регулярной влажной уборки рекомендуем использовать моющий концентрат Wisch-Fix на основе натуральных компонентов. В его составе также присутствуют масла, которые будут дополнительно увлажнять и питать древесину. Для глубокой очистки во время генеральной уборки лучше воспользоваться Intensiv Reiniger, он эффективно удаляет сложные загрязнения, не повреждая масло-восковый слой. Для реставрации и обновления покрытий в помещениях с большой проходимостью рекомендуется использовать масло Pflege-Öl, оно поможет вернуть полам свежий вид без перешлифовки и нового покрытия. 

В ассортименте Osmo также представлены наборы, где уже собраны комплекты всех необходимых средств по уходу, очистке и обновлению деревянных поверхностей. Fussboden-pflegeset для деревянных полов, набор по уходу для лестниц Treppen-Pflegebox, а также набор для мебели и столешниц Topoil Oberflächen-Set.

Цена:

Цена:

Цена:

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.

Зачем нужно покрывать древесину воском

Самым главным положительным качеством воска для обработки дерева с целью его защиты является то, что воски отталкивают от себя влагу. Поэтому поверхность, которая защищена достаточным количеством воска сверху, действительно не пропускает влагу, что очень хорошо сказывается на уборке: когда человек будет убирать такую поверхность влажной тряпкой, влага не будет попадать в структуру дерева, соответственно, древесина не будет загрязняться. Это в равной степени касается и потолков, и стен, и полов.

Но воск воску рознь, и в этом таится много недопониманий на рынке защитных покрытий для древесины. Тут важно учитывать:

• какое количество воска для дерева содержится в защитном составе,
• каково качество воска, действительно ли в составе выбранного продукта воски хорошего качества.

Различия мягких и твердых восков

Воски для пропитки дерева бывают мягкими и твердыми. К сожалению, подавляющее большинство производителей применяет мягкие воски, в первую очередь, пчелиный воск, называя его при этом твердым. Конечно, когда вы потрогаете в руках небольшой кусочек пчелиного воска, он покажется вам твердым – это ведь не жидкий состав, а некое твердое вещество. Но как только вы начнете его разминать в руках или царапать ногтем, то увидите, что он действительно мягкий. От ногтя после легкого нажатия очень быстро появляется вмятина. А еще вы почувствуете, что он, условно говоря, липкий: к пчелиному воску очень быстро прилипает, примагничивается грязь. И если вы небольшой кусочек воска начнете разминать в руках, то через 2-3 минуты он начинает становиться грязным – грязь с рук переходит на воск. Так что если в составе защитного покрытия присутствует пчелиный воск, такая поверхность будет отталкивать от себя влагу, но при этом очень хорошо будет аккумулировать на себе загрязнения.

В качестве защитного покрытия с применением воска зачастую применяют продукт под названием «масло с твердым воском». Это комбинация натуральных масел и добавленных в них восков в жидком состоянии: они сливаются с маслом в единую структуру, и получается однородная масса. В результате нанесения масло впитается в древесину, а после высыхания воск застывает на ее поверхности.

Если в составе применяются воски пчелиные, то после высыхания такая поверхность будет очень быстро собирать на себя грязь. Кроме того, у пчелиного воска очень низкая температура плавления, и поэтому надо учитывать, что, например, если это подоконник, деревянные полы или стены в тех местах, где попадает очень много солнца, пчелиный воск будет слегка подплавляться и становиться еще более липким и еще больше аккумулировать к себе грязь. Достаточно несколько раз провести тряпкой по такой поверхности, и будет видно, что волоски с этой тряпки, какая-то грязь просто будет прилипать к воску и оставаться на поверхности. Такая поверхность быстро придет в неприглядный вид, и потребуется либо применение чистящих средств, либо даже перешлифовка этой поверхности, чтобы привести ее в нормальный достойный вид.

Твердыми восками для дерева называют 2 воска – это воски карнаубы и канделилы. Это натуральные растительные материалы, самые дорогие из тех, что представлены на рынке, потому что они имеют естественное природное происхождение, собираются вручную, отсюда фомируется и высокая себестоимость. После высыхания масла, в состав которого входят карнаубский и канделильский воски, поверхность получается абсолютно прочной и надежной. Температура плавления таких восков очень высокая, они не подплавляются от солнечного воздействия, не становятся жидкими, мягкими, соответственно, поверхность получается очень износостойкой. К тому же, обеспечивается надежная защита дерева воском от проникновения влаги в структуру дерева.

Продукция Saicos с твердым воском

Из ассортимента продукции Saicos стоит упомянуть 2 основных товара, в которых содержатся твердые воски: это масло с твердым воском Premium Hartwachsöl и декоративный воск Colorwachs. В чем принципиальные различия между ними?

Данные воски для дерева предназначены для внутренних работ, в состав обоих входят натуральные масла и вышеперечисленные карнаубский и канделильский воски. Отличие только в том, что в составе Hartwachsöl этих восков количественно гораздо больше, поэтому особенно рекомендуем использовать данное масло с твердым воском для столешницы из дерева, подоконников, деревянных полов и прочих поверхности, которые испытывают большие химические, механические и температурные нагрузки.

Декоративный воск для дерева Colorwachs – схожий продукт, только количественное содержание твердых восков в нем существенно меньше. Colorwachs прекрасно подойдет для защиты ненагруженных поверхностей – потолки, стены, двери, ненагруженные элементы деревянной мебели и т.п., т.е. там, где деревянная поверхность не подвержена большим нагрузкам на износостойкость.

В нашем каталоге есть масло с твердым воском Premium Hartwachsöl с разной степенью блеска – от глянцевого до ультраматового, также есть несколько цветных вариантов. Более 20 цветов имеет воск для дерева Colorwachs. Для стен и потолков, т.е. для поверхностей с небольшой нагрузкой, возможно даже нанесение декоративного воска Colorwachs всего в 1 слой.

Итак, чтобы полноценно защитить древесину от проникновения влаги и механических нагрузок, обращайте внимание, есть ли в составе масел твердые воски и действительно ли они являются твердыми. А в качестве продукции Saicos вы можете быть уверены на все сто – купить воск для дерева для внутренних работ можно прямо на сайте или в розничных магазинах.

Доверяйте профессионалам, обращайтесь в компанию Saicos за консультациями. У нас есть удобные бесплатные сервисы – выкраска, подбор цвета, а при необходимости наш технолог готов приехать к вам на объект для проведения мастер-класса или небольшого обучения по применению нашей продукции.

Свойства янтаря :: Музей янтаря

Янтарь различается по форме, цвету и степени прозрачности. Форма кусочка янтаря определялась тем, откуда истекала смола-живица. Это происходило или внутри, или на поверхности ствола поврежденного дерева. При обильном выделении смола стекала в виде капель, сосулек, натеков. В коллекции Калининградского музея янтаря самая большая капля имеет в диаметре чуть больше 5 см. Но известны и гораздо более крупные, размером с гусиное яйцо. Длина натеков в виде сосулек – 10-12 см. Небольшие линзовидные и серповидные камушки рождались, видимо, в «смоляных карманах», которые образовывались в полостях между годичными кольцами деревьев. На застывших здесь янтариках часто видны следы древесной ткани.

Расположение смолы между стволом и корой приводило к образованию подкорковых форм. На них прекрасно видна фактура древесины или коры. Куски, возникшие в больших подкорковых полостях, достигают веса двух килограммов.

Еще более крупные образцы янтаря рождались там, где была большая открытая рана на стволе дерева. Смола истекала длительное время и скапливалась в грунте.

Самый большой из известных образцов сукцинита хранится в Берлине и весит 9 кг 750 г. Российский гигант из собрания нашего музея существенно меньше – 4 кг 280 г.

Интенсивность окраски, степень прозрачности или непрозрачности самоцвета в значительной мере зависят от микроскопических пустот, которые есть в каждом камне, от их количества, размеров и размещения.

Различают следующие разновидности янтаря:

Прозрачный

в котором присутствуют единичные пустотки:

Полупрозрачный, или просвечивающийся

в котором находятся большие скопления пустоток, приводящие к замутнениям (облачный, бастард):

Непрозрачный (костяной и пенистый)

в котором количество пустоток может достигать 900 000 на 1 куб. мм..:

Природа одарила янтарь невероятным богатством красок. Здесь и ярко-желтые, и красноватые, напоминающие язычок пламени, и «медовые» камни. Есть «облачные» – они словно затуманены перистыми облаками. Встречаются удивительно красивые янтари голубых и зеленоватых оттенков.

Янтарь неоднороден по своему составу. Основные его компоненты – углерод (примерно 78%), кислород (11%), водород (10%). Обычно дается следующая форма янтаря как минерала – С10Н16О. 

Балтийский самоцвет принадлежит к относительно мягким камням: его можно поцарапать ножом. 

Твердость янтаря по шкале Мооса находится в пределах от 2 до 3. Для сравнения: твердость гипса – 2, кварца – 7, алмаза – 10. Янтарь хрупок, легко разбивается от удара или при падении, но вместе с тем пластичен. И это очень ценное его качество, благодаря которому камень хорошо поддается механической обработке. Янтарь можно пилить, резать, сверлить, шлифовать, полировать.

При нагревании он сначала размягчается, а затем, при температуре 315-350оС, плавится. Это свойство используют при калении и прессовании. Янтарь способен окисляться под воздействием кислорода воздуха.

Назад На главную

Зачем в состав масла для дерева добавляют карнаубский воск

Карнаубский воск — самый прочный и тугоплавкий из всех природных восков. При этом не токсичный и, даже, отчасти полезный: им покрывают яблоки, конфеты, таблетки и посуду, чтобы они блестели и хорошо хранились. Его используют в губных помадах в качестве смягчающего и гипоаллергенного загустителя. Из него делают автомобильные полироли, которые идеально маскируют царапины и придают металлу блеск. Карнаубский воск полезен и для обработки древесины — в составе масел он работает как прочный защитный слой. Карнауба подходит для вощения деревянных полов и стен Карнаубский воск: происхождение и применение Карнаубский воск называют еще бразильским и пальмовым. Его добывают из листьев пальмы сopernicia cerifera (коперниция восковая), она же Карнаубская пальма — «дерево жизни», растущее в Бразилии. В Бразилии карнаубу называют «деревом жизни» В жару листья карнаубы выделяют воск, который защищает их от потери влаги. Чтобы собрать его, листья сначала срезают и высушивают. С сухих листьев воск сбивают, сметают и соскабливают, а затем промывают кипятком, рафинируют и отбеливают. Чем лучше обработка, тем белее будет воск. В промышленности в основном применяется карнауба желтоватого оттенка, ее же добавляют в составы полиролей и мастик. Карнаубский воск продается в виде мастик, брикетов, хлопьев Поскольку твердый воск прочен, но хрупок, его редко используют в чистом виде, а смешивают с другими ингредиентами. В магазинах карнаубский воск мы можем увидеть в виде хлопьев или в составе специальных кремов и масел для дерева. По консистенции они похожи скорее на мазь, чем на масло. Где применяется карнауба Применение карнаубского воска очень широко: В медицине — в качестве оболочки таблеток и в составе зубных нитей. В пищевой промышленности — в качестве пищевой добавки E903. Им обрабатывают овощи, фрукты и конфеты, чтобы они дольше хранились и красиво блестели. В судостроительстве – для защиты дна судов, кораблей от влаги и разрушения. В составе автомобильных полиролей и шампуней. Воск придает покрытию яркость и зеркальный блеск, а кузов меньше загрязняется благодаря водоотталкивающим свойствам карнаубы. В полиролях для ухода за мебелью. Карнауба заполняет все микротрещины и обновляет даже старую мебель. В составах для покрытия музыкальных инструментов — гитар, скрипок других инструментов. В гуталине, кремах для обуви и кожаных изделий — воск придает шелковистый блеск и водостойкость, не меняет цвет кожи, а при нанесении в 3-4 слоя делает ее более упругой и плотной. Для покрытия посуды, деревянных рукояток, курительных трубок, мебели, рамок для зеркал и картин. Мастера используют даже чистый карнаубский воск в брусках: плавят его на водяной бане, наносят кистью и сушат феном. Излишки стирают и полируют тканью. При производстве косметики — губных помад, подводок, теней, кремов для рук, солнцезащитных кремов и баз под макияж. Карнаубский воск удерживает в коже влагу и не дает ей сохнуть, а кроме того делает макияж водостойким. Для полировки досок для серфинга — в сочетании с кокосовым маслом. В составе масел для древесины — например, в качестве напольных покрытий. 400–500 г. воска хватает на 15 кв. метров обрабатываемой площади. Чем более пористой является древесина, тем больше воска понадобится. Сравнение с пчелиным воском В чем разница между пчелиным и карнаубским воском: Пчелиный мягче, дольше остается липким. Карнаубский дает твердое покрытие и быстрее сохнет. Пчелиный подтаивает уже при +50 °С и не дает плотного покрытия. Карнауба выдерживает нагрев до +80 °С, покрытие не тает на открытом летнем солнце, на него можно поставить горячую кружку, пролить вино или сок. Пчелиный нуждается в более частом обновлении, дает матовый блеск и хуже его держит. Древесина, обработанная пчелиным воском, через 2-3 часа становится матовой, хуже отталкивает пыль. Карнаубский воск дает глянцевый блеск и хорошо отталкивает грязь, поверхность с ним выглядит ярче. Пчелиный воск не заполняет царапины так плотно, как карнауба. В целом у этих восков разные задачи: карнауба отвечает за влагостойкость и прочность, а пчелиный воск проникает внутрь пор древесины и образует глубокий слой для защиты от истирания. Чем карнаубский воск полезен для дерева У карнаубского воска в составе масел для дерева три функции – он должен обеспечить: прочность; устойчивость к влаге; блеск. В сочетании с маслом карнауба иногда работает не хуже лака! При этом карнаубский воск не требует разбавления скипидаром и комбинируется с натуральными маслами для дерева. В результате мастики, масла и пропитки для дерева с пальмовым воском могут быть абсолютно безопасными, природными. Для тех, кто часто работает с деревом — это настоящая находка. Безвредный, с тонким ароматом, он превращает оживляет древесину и защищает ее от легких повреждений. И по прочности ему нет равных: прочнее только лак, который все-таки химия и не сохраняет естественную структуру дерева. Воск придает мебели в стиле антик новый вид Итак, что дает дереву обработка карнаубским воском: Создает настоящую броню от влаги, перепадов температур, грязи, прямых лучей солнца. Поэтому древесина, обработанная с этим воском, лучше выдерживает дожди, жару, морозы, не тускнеет и не темнеет от влаги. Стойкость к нагреванию. Температура плавления карнаубы – от +80 °С. Маслом с таким воском можно обрабатывать даже кухонные столешницы, готовить, оставлять на ней горячие продукты. Стойкость к истиранию, гниению, ударам и царапинам благодаря высокой твердости воска. Не остается разводов от воды и белых пятен. На большинстве восковых покрытий после высыхания воды остаются белые разводы. На карнаубском воске этого эффекта нет. Блеск и цвет ровный, без пятен. Глянцевый блеск и вид античного дерева с естественной текстурой. Карнаубский воск вкусно пахнет, с ним приятно работать, а поскольку он не токсичен, то с ним могут иметь дело даже аллергики. Это особенно важно при длительном контакте. Например, когда вам нужно обработать стены и пол дома из бруса.

органическая химия — Можно ли расплавить древесину?

Лигнин и некоторые гемицеллюлозы в древесине могут плавиться при определенных обстоятельствах, например при сварке трением. Смотрите драматическое видео: https://www.facebook.com/interestingengineering/videos/1891004754302553/

См. Также:
http://web.utk.edu/~mtaylo29/pages/Wood%20welding.htm?fbclid=IwAR1MLgBtkfESlYiaP0iEaXbv36AtLy8yXEj0iCqFaaVYBcZYxtMeZ, говорят о сварке между кусками древесины. что трение между деталями нагревает и плавит компоненты древесины (в основном лигнин) и ослабляет волокна на поверхности.Эти волокна переплетаются в матрице с расплавленным лигнином и затвердевают, образуя связь, достаточно прочную для применения в строительстве ».

Для получения дополнительной информации см .: «Склеивание древесины путем механической сварки на месте полимерных структурных элементов древесины» Б. Гфеллер М. Проперци М. Занетти А. Пицци Ф. Пичелин М. Леманн Л. Дельмотт, Журнал прикладной науки о полимерах 92 (1): 243 — 251, 2004

Резюме из приведенной выше ссылки: «Здесь показано, что механическая сварка плавлением древесины без какого-либо клея обеспечивает быстрое склеивание деревянных соединений, удовлетворяющих соответствующим требованиям для применения в конструкциях.Показано, что механизм механически индуцированной вибрационной сварки плавлением древесины в основном связан с плавлением и течением аморфных ячеек, соединяющих полимерный материал в структуре древесины, в основном лигнина, но также и некоторых гемицеллюлоз. Это вызывает частичное отслоение, «отклеивание» длинных деревянных ячеек и древесных волокон и образование сети перепутывания, утопленной в матрице из расплавленного материала, которая затем затвердевает, образуя таким образом композитную сетку переплетения древесных клеток / волокон с расплавленным лигнином. полимерная матрица.Во время периода сварки некоторые отслоившиеся древесные волокна, которые больше не удерживаются соединительным материалом, выталкиваются из стыка в виде избыточного волокна. Также происходят химические реакции сшивания лигнина и фурфурола, полученного из углеводов. Их присутствие было идентифицировано CP-MAS 13C-ЯМР. Однако эти реакции вносят относительно незначительный вклад в течение очень короткого периода сварки. Их вклад увеличивается после завершения сварки, что объясняет, почему относительно более длительное время выдержки под давлением после окончания сварки в значительной степени способствует получению хорошего сцепления.»© 2004 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 92: 243–251, 2004

Можно ли расплавить деревянное бревно?

Плавление — это физический процесс, который приводит к фазовому переходу из твердого состояния в жидкость. Когда температура повышается до точки плавления вещества, колебательные энергии молекул превышают энергию стабилизации твердотельной решетки, и молекулы вырываются из решетки в менее упорядоченное состояние — жидкость. Чтобы древесина расплавилась, она должна пройти через этот процесс.

Когда вещество претерпевает фазовый переход, например плавление, его химический состав остается прежним. Например, и лед, и вода химически являются веществом: h3O. Однако, когда к древесине добавляется тепло, она окисляется, прежде чем она сможет расплавиться. Состоящая в основном из целлюлозы, лигнина, воды и некоторых других материалов, древесина содержит длинноцепочечные органические молекулы, которые при нагревании разлагаются на такие продукты, как древесный уголь, вода, метанол и диоксид углерода. При этом физическая структура древесины разрушается, и полученный материал не может вернуться в исходное состояние.В результате химического необратимого разложения его компонентов древесина не плавится.

Что, если бы вы попробовали расплавить древесину в вакууме, где нет кислорода для начала процесса окисления? Эта умная идея до сих пор терпит неудачу. Хотя вода и летучие вещества испарялись бы в вакууме, длинные волокна целлюлозы в древесине сильно препятствовали бы переходу древесины в жидкое состояние. Тепло может разорвать карбонильные связи в целлюлозе, оставив углерод в форме древесного угля или двуокиси углерода.

Теоретически можно расплавить древесину одним альтернативным способом. При стандартной температуре и давлении температура плавления углерода составляет 3500oC. Если бы ее можно было снизить до температуры, которую можно было бы достичь экспериментально, древесина могла бы плавиться. Хотя объекты, способные создавать такие условия, существуют, нет опубликованной литературы, которая проверяла бы эту гипотезу. Таким образом, пока наука не покажет, что это возможно, ответ на вопрос «можем ли мы расплавить деревянное бревно?» останется нет.

Почему древесина не плавится

Джесси спрашивает: Почему древесина не плавится?

Джесси, мне нравится этот вопрос. Кажется, что все знают, что при определенных температурах вещи твердые. Если их нагреть, они станут жидкими. Дальнейшее нагревание превратит вещество в газ. Этот элементарный научный трюизм является признанием каждого ученика начальной школы на своей научной ярмарке. Однако в какой-то момент каждый взрослый смотрит на горящий огонь и говорит: «Эй, а что дает?»

Мелвин на дешевых сиденьях кричит: «Самый простой ответ — температура горения древесины ниже, чем температура плавления, да!» А политически некорректный стереотипный качок отвечает: «Лол, а?»

Проблема плавления древесины заключается в том, что такое горение и при какой температуре происходит горение древесины.Горение, также известное как горение, — это просто химическая реакция, которая происходит, когда горючий материал (в данном случае древесина) в присутствии окислителя (обычно воздух вокруг огня) изменяет свой химический состав и разлагает материал на другие химические вещества. . Это экзотермический процесс. Таким образом, могут выделяться свет и тепло.

Дерево в основном состоит из целлюлозы, лигнина и воды. Когда древесина сгорает, она распадается на такие продукты, как древесный уголь, вода, метанол и углекислый газ.В отличие от воды, превращающейся обратно в лед, если вы охладите образовавшиеся продукты горения дров, они, очевидно, не вернутся к своему первоначальному составу. Таким образом, весь пепел остался в вашем камине после романтического вечера с любимым человеком.

Все материалы, которые воспламеняются, будут иметь естественную температуру, при которой начинается процесс. Чем выше температура, тем быстрее идет процесс (обычно). Если эта температура ниже, чем температура, при которой материал будет плавиться, этот материал никогда (естественно) никогда не расплавится, потому что он просто превращается в другие химические вещества.

Что касается древесины, то процесс, известный как пиролиз, начинается при температуре около 500-600 градусов по Фаренгейту. Пиролиз также является экзотермической реакцией, которая имеет тенденцию быть самоподдерживающейся. При таких температурах древесина начнет выделять до 100 химикатов, включая метан и метанол (те же вещества, которые они добавляют в бензин), которые начинают гореть. Как только эти химические вещества начнут гореть, они будут повышать температуру, а оставшийся обугленный (сгоревшие черные кусочки, присутствующие после того, как огонь погаснет), начнет разлагаться дальше, такие как кальций, калий и магний.

В этот момент Мелвин может снова выскочить и сказать: «Метанол при комнатной температуре жидкий, а другие химические вещества, такие как магний и кальций, могут быть жидкими, поэтому древесина может плавиться!» Я говорю, молчи. Как только эти предметы присутствуют, субстанция перестает быть древесиной как таковой, а не расплавленной древесиной.

Если вам понравилась эта статья, возможно, вам понравится наш новый популярный подкаст The BrainFood Show (iTunes, Spotify, Google Play Music, Feed), а также:

Бонусных фактов:

• Полное сгорание дров практически невозможно.Не волнуйся. Это неполное сгорание позволяет нам загореться. На самом деле сгорают побочные продукты неполного сгорания, которые позволяют пиролизу продолжать, давая нам фантастический источник энергии для приготовления наших хот-догов. Если бы дрова полностью сгорели, единственными побочными продуктами были бы углекислый газ и вода.
• Древесина будет гореть при температурах ниже той точки, при которой пиролиз позволит нам дать нам постоянно видимое пламя. Дерево будет медленно обугливаться при температуре 248-304 градуса по Фаренгейту.Гниющая древесина с низким содержанием воды также воспламеняется при 304 градусах, в то время как различные виды древесины обычно воспламеняются при температуре 374-500 градусов, в зависимости от химического состава древесины.
• Если вам интересно, от чего может загореться древесина, вот несколько обычных вещей, которые используются для разжигания огня, и их средняя температура, которую излучает тепло, в градусах Фаренгейта.
  • Сигареты вентилируемые- 752-1436
  • Сигареты невентилируемые — 550
  • совпадений — 1,112-2,552
  • Пламя свечей — 1,112-2,552
  • Электрическая искра — 2,400
  • Электродуговая дуга — до 6782
  • Молния — 54000
• Большая часть древесины состоит примерно из 50% углерода, 44% кислорода и 6% водорода.Более мягкая древесина будет иметь больше углерода и меньше кислорода, чем более твердая древесина. До 85% массы древесины и 60% ее теплового потенциала содержится в газах, которые образуются при горении древесины в результате пиролиза.
• По данным Национального агентства противопожарной защиты, в 2011 году в США произошло 370 000 домашних пожаров. Они привели к 13 910 травмам и 2520 смертельным исходам. Прямая стоимость их ущерба оценивалась в 6,9 миллиарда долларов. Приготовление пищи — основная причина домашних пожаров, 42% из которых возникают на кухне.В то время как 7% домашних пожаров возникли в спальнях, 25% смертей были вызваны этими пожарами. 24% смертей были вызваны пожарами, начавшимися в гостиной, семейной комнате или логове, вместе взятых, в то время как на них приходилось только 4% пожаров.
• 60% случаев пожара в домах со смертельным исходом произошло в домах без работающих детекторов дыма. Получите им людей! У многих пожарных служб есть программы, по которым детекторы дыма раздаются бесплатно круглый год. Позвони им и спроси. Если они это сделают, они обычно установят их и для вас! Итак, у вас теперь нет оправдания, чтобы не получить его.

Разверните для ссылок

Может ли древесина плавиться? | Cut The Wood

Плавление — это физический процесс, приводящий к фазовому переходу из твердого состояния в жидкое. Когда температура повышается до точки плавления вещества, колебательная энергия молекул превышает энергию стабилизации, и молекулы вырываются в жидкость. Может ли древесина плавиться? Мы займемся этой интересной темой в этой статье.

Что входит в состав дерева?

Древесина в основном состоит из воды, лигнина и целлюлозы.Как только кусок дерева загорается, первый процесс — это кипячение содержащейся в нем воды, после чего целлюлоза, лигнин и целлюлоза вступают в реакцию с кислородом окружающей среды и возгораются. Даже если древесина обжигается в вакууме, сложные связи связываются с молекулярными цепями.

Фактически, молекулы растворяются в органических соединениях и метане, которые содержат водород и углерод. Мы ожидаем, что при плавлении вещества химический состав останется прежним. Например, и вода, и лед химически являются h3O.Но в случае с древесиной при нагревании древесина подвергается окислению, прежде чем расплавится.

Древесина состоит из длинноцепочечных органических молекул, которые при нагревании могут разлагаться на такие продукты, как вода, древесный уголь, диоксид углерода и метанол. Физическая структура древесины разрушается во время процесса, поэтому полученный материал не вернется в исходное состояние. Из-за необратимого химического разложения компонентов древесина не плавится.

Может ли древесина действительно плавиться?

Температура плавления углерода составляет 3500 градусов Цельсия.Если можно снизить эту температуру, древесина может расплавиться. Хотя существуют объекты, способные создать такие условия, нет документальной или опубликованной литературы, подтверждающей эту гипотезу. Таким образом, до тех пор, пока не будет проверенного теста и пока наука не покажет, что можно расплавить древесину, ответом на вопрос «Может ли древесина плавиться?» Всегда будет ответ №

Точка плавления относится к кристаллическим материалам. , целлюлоза разлагается примерно на 250 градусов по Цельсию и продолжает разлагаться, пока не достигнет 500 градусов по Цельсию.После этого он подвергается пиролизу углерода примерно от 900 до 1000 градусов по Цельсию, поэтому в древесине почти нет другой кристаллической фазы, которую можно было бы практически расплавить.

Теории плавления древесины

Некоторые люди пытались плавить древесину с помощью вакуума, чтобы удалить кислород, который запускает процесс окисления. Однако этот метод дал только неудачные результаты. В то время как летучие вещества и вода испаряются внутри вакуума, длинные целлюлозные волокна древесины сильно препятствуют ее переходу в желаемое жидкое состояние.

Тепло разрушает карбонильные связи в древесной целлюлозе, в результате чего остается углерод в форме древесного угля или в виде диоксида углерода. Теоретически можно расплавить древесину альтернативным способом. Древесина имеет различные компоненты, включая целлюлозу, в частности кристаллическую целлюлозу, которую можно плавить при температуре 1000 градусов Цельсия.

Заключение

Древесина не имеют температуру плавления, потому что он разрушается при нагревании даже в отсутствие кислород. Вы не можете воссоздать твердую древесину, охлаждая ее, как воду и лед.Может ли древесина плавиться? Ответ — нет. Надеюсь, вам понравилось читать этот пост и вы находите это полезным. Вы можете лайкнуть и поделиться, а также оставить комментарий ниже.

Плавление древесины: можно ли расплавить древесину?

Древесина состоит из множества различных соединений, каждое из которых имеет разную температуру плавления, поэтому, в отличие от металлов, древесина горит, а не плавится.

Вы, наверное, думали об этом хотя бы раз в жизни, верно? Вы, наверное, уже знаете ответ: Нет .

А почему бы и нет?

Если айсберги Антарктиды тают из-за повышения температуры атмосферы (глобальное потепление реально), почему не может горящий тропический лес Амазонки просто растаять, а не превратиться в пыль и сажу?

Ответ, безусловно, как-то связан с химическим составом древесины, который отличается от льда или любого другого однородного твердого тела, но детали, вероятно, все еще остаются загадкой…

Что мешает древесине плавиться?

Возможно, вы уже знаете, что твердые тела плавятся в жидкости при определенной температуре, и при дальнейшем нагревании жидкость в конечном итоге превратится в газ.Распространенное заблуждение состоит в том, что каждый твердый и прочный объект является твердым, чего нельзя сказать о чисто научных терминах. Твердые тела представляют собой чистых кристаллических веществ с близко расположенными решетками. Проще говоря, твердые вещества — это вещества, состоящие из одного элемента или молекулы, благодаря чему они имеют постоянные межмолекулярные связи по всей своей форме.

Дерево, с другой стороны, представляет собой некристаллическое твердое вещество, состоящее из молекул воды, лигнина и целлюлозы (оба длинноцепочечных органических соединения), прочно связанных сложными химическими связями, каждая из которых имеет свои уникальные точки плавления.Как следствие, при сжигании куска дерева сначала испаряются молекулы воды, что приводит к запутыванию целлюлозных и лигниновых связей. Затем эти молекулы вступают в реакцию с атмосферным кислородом, образуя знаковый черный уголь. Это известно как пиролиз .

Изображение дерева с большим увеличением, показывающее переплетение целлюлозных волокон (Фото предоставлено TinyPhoto / Shutterstock)

Вы можете подумать, что если мы будем сжигать древесину в вакууме, вдали от всех атмосферных помех, то каждый компонент будет плавиться самостоятельно. точка, в конечном итоге давая нам расплавленную массу дерева.Однако это не так.

Сжигание древесины в вакууме

Хотя молекулы воды и любые летучие вещества испаряются в вакууме, обширные волокна целлюлозы сильно препятствуют переходу древесины в жидкую фазу. Тепло, подаваемое к деревянному бревну, вместо этого разорвало бы слабые карбонильные связи целлюлозы, оставив после себя метан и органические соединения, содержащие углерод и водород, древесный уголь и двуокись углерода.

Разница между плавлением и горением

Таяние — это процесс изменения состояния вещества с твердой фазы на жидкую при постоянной температуре.Эта температура является его точкой плавления при определенных условиях давления, точкой, которая уникальна для каждого вещества. Химический состав и, следовательно, молекулярная формула вещества остается неизменной во время этого изменения состояния.

Галлий — один из таких металлов, который плавится при температуре около 29 градусов (нормальная температура тела человека), поэтому он плавится в ваших руках. (Фото: e_rik / Shutterstock)

Однако в нашем эксперименте мы «сжигаем» дрова. Сжигание — это, по сути, метод окисления вещества.Вещество взаимодействует с кислородом (в большинстве случаев), образуя совершенно новое соединение. Это новое вещество имеет другую молекулярную формулу по сравнению с нашим исходным веществом и может иметь совершенно другой внешний вид и набор физических свойств.

При сжигании древесины выделяется дым, содержащий водяной пар и двуокись углерода, а также образуется технический углерод (древесный уголь). (Фото: Buncha Lim / Shutterstock)

Теперь, когда вы знаете, что древесина, которую вы нагреваете, на самом деле горит, а не плавится, давайте добавим новый поворот.

Есть способ расплавить древесину…

Нет возможности расплавить древесину?

Статьи по теме

Статьи по теме

Теоретически расплавить древесину альтернативными способами вполне возможно. При стандартном давлении и температуре температура плавления углерода составляет 3500 градусов Цельсия. Когда эта точка плавления понижается до определенной температуры (достигаемой экспериментально путем манипулирования давлением), древесина «может» плавиться… (обратите внимание на акцент на «мощь».Как вы только что узнали, теоретические выводы, какими бы убедительными они ни были, часто сильно отличаются от реальных явлений в реальном мире).

Несмотря на то, что мы технологически способны создать лабораторные условия, описанные выше, не было опубликованной литературы или исследований, подтверждающих эту гипотезу.

Пока эта точка не будет достигнута, мы можем только сделать вывод, что древесина не может быть расплавлена ​​… пока!

Может ли древесина плавиться? Есть ли у древесины точка плавления? (Видео-доказательство)

Исследования показали, что древесина загорится, когда температура достигнет 572 градусов по Фаренгейту.

Все мы знаем, что в нашей жизни нет ничего, кроме древесной золы после сжигания древесины.

Но попробуйте вообразить другую удивительную форму дерева, может ли древесина расплавить в жидкость?

Хорошо, без лишних слов, давайте сразу перейдем к делу:

Можно ли расплавить дрова? Есть ли у древесины точка плавления?

Краткий ответ: NO . К сожалению, у нас нет возможности увидеть плавящийся лес в реальной жизни.

Причина, по которой мы не можем плавить древесину, довольно сложна, прежде чем мы углубимся в это, давайте сначала узнаем кое-что о плавлении.

как происходит плавление и почему древесина не плавится?

Когда кубик льда тает в воду, это физический процесс, который мы называем фазовым переходом.

Чтобы это стало возможным, эти требования должны соответствовать:

• Вещество должно быть твердым кристаллическим.
• Температура должна достигнуть точки плавления.

Составляющие кристаллического твердого тела, включая атомы и молекулы, высокоупорядочены.

Когда температура повышается, молекулы начинают двигаться, и структура кристаллического твердого тела становится более рыхлой.

Когда температура достигает определенного уровня, молекулы вещества будут двигаться слишком быстро, чтобы сохранять твердую форму, и мы называем эту температуру точкой плавления.

Итак, если мы хотим расплавить деревянное бревно, очевидно, это не сработает.

После плавления вещества сохраняют тот же химический состав. Но древесина состоит из множества компонентов, и это не кристаллический материал.

Перед тем, как нагреть его до температуры плавления, некоторые компоненты, включая лигнин и целлюлозу, окисляются и сгорают.

В данном случае древесина не имеет точки плавления, а имеет только точку горения .

Любая древесина будет гореть, как древесные гранулы в печи.

Как насчет расплавления дерева в вакуумной комнате, где нет кислорода?

Это тоже не сработает, но поскольку мы уже упоминали, что плавление — это игра, в которой движутся молекулы, и компоненты древесины не упорядочены как кристаллы.

Древесные волокна целлюлозы слишком длинные и спутанные, чтобы образовывать жидкую фазу.Они распадаются и превращаются в органические соединения, такие как углерод, водород и т. Д.

Креативный YouTube-любитель также снял видео об этом эксперименте, посмотрите видео ниже и посмотрите, чем он закончится:

Насколько сильно горит древесина? Проверено — Firefighter Insider

Как партнер Amazon, я зарабатываю на соответствующих покупках (без дополнительных затрат для вас).

Подумываете о том, чтобы развести в этом году хороший костер или избавиться от старых дров, сжигая их, но задаетесь вопросом, насколько горячими могут быть вещи? Он может немного отличаться, но давайте посмотрим, насколько горячее дерево становится при горении.

Существует много различных видов древесины, некоторые горят при температуре до 930 градусов по Фаренгейту (500 по Цельсию), а другие могут гореть до 2000 градусов по Фаренгейту (1093 по Цельсию). Температура может влиять на множество вещей.

В этой статье мы подробнее поговорим о различных факторах, влияющих на температуру дров, при какой температуре воспламеняется древесина, может ли древесина плавиться или испаряться, и посмотрим, какова средняя температура костра.Вот что вам нужно знать.

Также прочтите: Какова температура огня? Насколько жарко становится?

При какой температуре горит древесина? Температура возгорания

При возгорании древесины происходит довольно сложный процесс, известный как «пиролиз». Это трехэтапный процесс, который позволяет дереву эффективно разлагаться при горении.

Во-первых, при температуре от 320 градусов по Фаренгейту до примерно 500 градусов древесина начинает гореть, и вы можете видеть, как она изменяется таким образом, что необратимо (следы обугливания, растрескивание, усадка и т. Д.) и в какой-то момент (где-то выше примерно 390 градусов) древесина загорится.

Итак, древесина воспламеняется при температуре от 390 до 500 градусов по Фаренгейту.

Следующая фаза пиролиза более горячая, разложение становится более быстрым и начинает расходовать древесину с приличной скоростью. Это происходит между 500 и 800 градусами.

После этого вы начинаете достигать температуры, известной как «печь для обжига». Вся древесина на этом этапе должна полностью загореться, а единственным остатком должен быть горящий уголь.

Это видео иллюстрирует процесс воспламенения древесины:

Также прочтите: Температура возгорания в доме: насколько сильно нагревается?

При какой температуре горит древесина?

Порода дерева имеет прямое отношение к «температуре горения древесины», которую оно производит. Никаких сюрпризов, правда?

Вероятно, самая низкая температура ожога из любой общедоступной древесины — это Викторианский ясень, который может вызвать пламя около 592 градусов по Фаренгейту.

На другом конце шкалы у вас есть могучая береза ​​, которая вполне может создать настоящий ад и может гореть при температуре 1500 градусов и более!

По мере обгорания древесины она претерпевает несколько изменений.

Во-первых, большая часть веса воды начинает исчезать по мере того, как вода выкипает — свежераспиленная древесина составляет примерно половину своего веса в воде, древесина, которой был дан сезон для высыхания, с другой стороны, имеет примерно пятую часть своего веса. от его веса как содержание воды.

Мокрая древесина горит при более низкой температуре, чем сухая древесина. Это связано с тем, что часть энергии используется для преобразования воды в пар, а не направляется в пламя.

Примечание: Вода расширяется в 1600 раз по своему объему при нагревании и превращается в пар (пар), что позволяет ей поглощать тонну тепла. Это одна из причин того, что вода так эффективна при тушении пожаров.

Вы также должны обнаружить, что при сжигании древесины образуется дым — это горючие газы, образующиеся в процессе горения, и для их поддержания необходим кислород.

Затем происходит пиролиз, и большая часть энергии в древесине выделяется в виде пламени и тепла.

Чтобы лучше понять науку о процессе горения древесины, посмотрите это:

Также прочтите: При какой температуре бумага горит / воспламеняется? Раскрыто

Что такое точка воспламенения дерева?

Это полностью зависит от типа древесины, которую вы должны сжигать.

Обычные дрова имеют температуру воспламенения (то есть минимально возможную температуру горения) около 570 градусов по Фаренгейту.

Однако, как мы уже видели, некоторые виды деревьев производят гораздо более низкие точки воспламенения, и Береза ​​потребует гораздо больше энергии для сгорания.

Какова температура плавления древесины?

С физической точки зрения плавление требует нескольких изменений в структуре вещества.

Во-первых, молекулы в твердой форме вещества должны быть по существу разорваны друг от друга.

Во-вторых, молекулы должны иметь возможность свободно перемещаться друг вокруг друга, создавая своего рода ток.

Однако при этом химические свойства вещества должны оставаться неизменными. Так, например, если вы плавите золото, вы получаете жидкое золото как конечный продукт, а не как новое вещество.

Когда дело доходит до дерева, первая проблема заключается в том, что если вы попытаетесь нагреть его до состояния плавления, оно загорится. Когда он загорается, древесина окисляется, то есть отдельные молекулы распадаются и соединяются с кислородом воздуха, образуя новые соединения.

Это означает, что при нормальных условиях древесина не плавится, потому что вместо этого она меняет свою химическую структуру.

Но могли бы мы расплавить древесину, если бы мы просто сделали ее достаточно горячей и вместо этого удалили весь кислород?

К сожалению, нет. Вся вода из дерева и летучие химические вещества, которые могли скрываться внутри, испарились бы, таким образом, они были бы такими же, как и в начале.

Однако древесина состоит из очень длинных волокнистых нитей, которые сделаны из целлюлозы, они придают древесине большую часть ее прочности. Эти волокна не могут разрушиться при нагревании на более мелкие, которые свободно движутся, лучшее, что мы могли сделать, — это направить на них достаточно тепла, чтобы разрушить «карбонильные» связи внутри.

К сожалению, это снова изменит структуру древесины. У нас больше не было целлюлозных волокон; у нас был уголь, и дерево не расплавилось бы.

Однако можно было бы расплавить древесину, если бы мы могли поддерживать стандартное давление, а затем повышать температуру до 3500 градусов по Фаренгейту (это температура плавления не древесины, а углеродного элемента — ключевого строительного блока лес).

Однако мы пока не можем сделать это и, следовательно, для каких-либо практических целей — древесина не имеет температуры плавления, потому что она просто не может плавиться.

Может ли древесина испаряться?

Испарение — это продолжение плавления. Это дальнейшее разрушение молекулярной структуры, при котором все межмолекулярные связи удаляются, и отдельные молекулы могут свободно плавать в воздухе вокруг них.

Как и следовало ожидать, если древесину невозможно расплавить, она не сможет испариться. Есть некоторые необычные вещества, которые подвергаются процессу сублимации — то есть они превращаются из твердого вещества в газ без жидкой фазы между ними.

Древесина не входит в число этих веществ, а это означает, что нам, вероятно, потребуется достичь температуры 8720 градусов по Фаренгейту, что является температурой кипения углерода.

Поскольку мы не можем даже довести температуру до 3500 градусов (точка плавления), этот теоретический эксперимент вряд ли будет проведен на практике в какой-либо момент в ближайшем будущем.

По крайней мере, пока древесина не испаряется.

Насколько сильно нагревается дровяной пожар?

Если вы хотите измерить температуру дров, вам нужно знать точный состав древесины, относительное количество воды в древесине и есть ли что-нибудь еще в огне.

Совершенно очевидно, что это смехотворно сложное вычисление, и оно не принесло бы нам большой пользы, даже если бы мы могли его сделать правильно.

Итак, лучше использовать среднюю температуру, определенную в лабораторных условиях, а затем осознавать, что могут быть существенные различия в этих цифрах, когда дело доходит до практического использования.

Какая средняя температура у костра?

Костер обычно горит при температуре около 1112 градусов по Фаренгейту.

Температура костра повысится после того, как большая часть древесины будет превращена в древесный уголь в процессе горения. Древесный уголь горит при гораздо более высокой температуре — примерно 2 012 градусов по Фаренгейту.

Отметим, что еще в 2016 году предполагалось, что костры стали причиной более 60 000 пожаров в Соединенных Штатах, которые привели к уничтожению 4 миллионов акров земли.